[發明專利]一種新型消能減震伸臂桁架高層結構體系

無效

• 申請號: 201310077051.X
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103174230A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 周穎;張翠強;呂西林
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及一種新型消能減震伸臂桁架高層結構體系，屬于工程結構抗震與消能減震技術領域。

背景技術

超高層結構在承擔豎向荷載同時也要承受水平作用，水平作用在超高層結構中顯得尤為突出。為了形成有效的結構體系來抵抗水平作用，減小底部彎矩和頂部位移，大部分超高層結構體系采用外圍巨型柱、核心筒，以及協調兩者共同工作形成空間受力機制的伸臂桁架三者共同構成結構主要受力構件。然而由于伸臂桁架的剛度突變造成在伸臂桁架處核心筒受力復雜以及內力突變，使得結構在抗震上出現薄弱層。為了確保超高層結構的安全，實現超高層結構的性能設計以及抗震設防多道防線，有效解決伸臂桁架引起核心筒內力突變問題，將伸臂桁架設計為可變剛度伸臂桁架，在多遇地震和設防烈度地震下保持剛度不變，在罕遇地震下剛度變小，實現耗能機制，從而耗散地震能量輸入，保護其他主要結構構件不被破壞，對于實現地震可恢復功能超高層結構具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種可改變剛度并具有耗能能力的伸臂桁架超高層結構，通過在伸臂桁架中斜腹桿設置位移型阻尼器實現，在多遇地震、設防烈度地震水準下提供剛度，在罕遇地震水準下實現耗能機制，從而保護其他主要受力構件。本發明適用于抗震設防烈度為6度及以上的高層結構。本發明抗震概念設計清晰、結構構造簡單、施工方便，可以保證超高層結構多道抗震防線，同時改善了結構震后修復的經濟性和可行性。

本發明提出的一種新型消能減震伸臂桁架高層結構體系，包括消能減震部件1、伸臂桁架、巨型鋼骨混凝土柱4和剪力墻5，剪力墻5和巨型鋼骨混凝土柱4之間設置有伸臂桁架，伸臂桁架由伸臂桁架弦桿2和伸臂桁架豎向腹桿3組成，伸臂桁架弦桿2平行布置，相鄰的伸臂桁架弦桿2通過伸臂桁架豎向腹桿3連接，相鄰的伸臂桁架豎向腹桿對角之間設置消能減震部件1。

本發明中，所述消能減震部件1為位移型阻尼器，具體為大型防屈曲約束支撐或金屬阻尼器。

本發明中，所述消能減震部件1采用低屈服點軟鋼材料制作，確保能在多遇地震作用下提供剛度，設防烈度地震作用下進入屈服，罕遇地震作用下耗散地震動能量。

與傳統伸臂桁架超高層結構體系相比，本發明的優點是：

(1)?在多遇地震以及風荷載作用下，伸臂桁架斜腹桿阻尼器保持剛度不變，為結構提供剛度，減小底部彎矩和頂部位移。在設防烈度地震下，伸臂桁架斜腹桿進入屈服，其剛度發生改變，減小其內力突變，保護主體結構。

(2)?在罕遇地震作用下，伸臂桁架剛度變小，同時斜腹桿布置的位移阻尼器產生耗能，從而保護其他主要構件不被破壞。

(3)?所用材料成本低廉、結構構造簡單、施工方便，抗震效果良好。

(4)?震后修復方便更換消能減震部件，為結構可恢復性提供硬件保障。

附圖說明

圖1是本發明消能減震伸臂桁架正立面圖；

圖2是本發明消能減震伸臂桁架A-A剖面圖；

圖3是本發明消能減震伸臂桁架B-B剖面圖；

圖4是本發明消能減震伸臂桁架腹桿位置消能減震部件節點大樣圖。

圖中標號：1為消能減震部件，2為伸臂桁架弦桿，3為伸臂桁架豎向腹桿，4為巨型型鋼混凝土柱，5為剪力墻。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。

實施例1：

如圖1-4所示，本發明為一種新型消能減震伸臂桁架高層結構體系，包括消能減震部件1、伸臂桁架弦桿2、伸臂桁架豎向腹桿3、巨型型鋼混凝土柱4、鋼筋混凝土剪力墻5。在巨型鋼骨混凝土柱4與鋼筋混凝土剪力墻5之間設置伸臂桁架，伸臂桁架的斜腹桿位置設置消能減震部件（位移型阻尼器，要求該阻尼器可改變剛度且能夠耗能，例如防屈曲約束支撐，但并不限于此）。消能減震部件1與伸臂桁架弦桿和巨型鋼骨混凝土柱4連接采用螺栓連接，連接節點大樣見圖4。

以上是本發明的典型是實例，本發明的實施不限于此。